package ermao.linked_list;

/**
 * 链表数据结构
 * 在计算机科学中，链表是数据元素的线性集合，元素的线性顺序不是由它们在内存中的物理地址给出的。
 * 它是由一组节点组成的数据结构，每个元素指向下一个元素，这些节点一起，表示线性序列。
 *
 * @Description
 * @Author weisl
 * @Date 2024-01-19 10:35:59
 */
public class LinkedList<E> implements List<E> {

    transient int size = 0;

    transient Node<E> first;

    transient Node<E> last;

    /**
     * 头插的操作流程，先把头节点记录下来。之后创建一个新的节点，新的节点构造函数的头节点入参为null，通过这样的方式构建出一个新的头节点。
     * 原来的头结点，设置 f.prev 连接到新的头节点，这样的就可以完成头插的操作了。另外如果原来就没有头节点，头节点设置为新的节点即可。
     * 最后记录当前链表中节点的数量，也就是你使用 LinkedList 获取 size 时候就是从这个值获取的
     *
     * @param e
     */
    void linkFirst(E e) {
        final Node<E> f = first;
        // new 首节点
        Node<E> newNode = new Node<>(e, null, f);
        first = newNode;
        // 给原来的首节点的 向前的指针，指到现在的首节点
        if (f == null) {
            last = newNode;
        } else {
            f.prev = newNode;
        }
        size++;
    }

    /**
     * 尾差节点与头插节点正好相反，通过记录当前的结尾节点，创建新的节点，并把当前的结尾节点，
     * 通过 l.next 关联到新创建的节点上。同时记录 size 节点数量值。
     *
     * @param e
     */
    private void linkLast(E e) {
        final Node<E> l = last;
        // new 尾节点
        Node<E> newNode = new Node<>(e, l, null);
        last = newNode;
        if (l == null) {
            first = newNode;
        } else {
            l.next = newNode;
        }
        size++;
    }

    /**
     * unlink 是一种拆链操作，只要你给定一个元素，它就可以把当前这个元素的上一个节点和一个节点进行相连，之后把自己拆除。
     * 这个方法常用于 remove 移除元素操作，因为整个操作过程不需要遍历，拆除元素后也不需要复制新的空间，所以时间复杂读为 O(1)
     *
     * @param x
     * @return
     */
    E unlink(Node<E> x) {
        final E item = x.item;
        final Node<E> prev = x.prev;
        final Node<E> next = x.next;

        // 是否为首节点
        if (prev == null) {
            first = next;
        } else {
            prev.next = next;
            x.prev = null;
        }

        // 判断是否为尾节点
        if (next == null) {
            last = prev;
        } else {
            next.prev = prev;
            x.next = null;
        }

        return item;
    }

    @Override
    public boolean add(E e) {
        linkFirst(e);
        return true;
    }

    @Override
    public boolean addFirst(E e) {
        linkFirst(e);
        return true;
    }

    @Override
    public boolean addLast(E e) {
        linkLast(e);
        return true;
    }

    @Override
    public boolean remove(Object o) {
        if (o == null) {
            for (Node<E> x = first; x != null; x = x.next) {
                if (x.item == null) {
                    unlink(x);
                    return true;
                }
            }
        } else {
            for (Node<E> x = first; x != null; x = x.next) {
                if (o.equals(x.item)) {
                    unlink(x);
                    return true;
                }
            }
        }
        return false;
    }

    @Override
    public E get(int index) {
        return node(index).item;
    }

    @Override
    public void printLinkList() {
        if (this.size == 0) {
            System.out.println("链表为空");
        } else {
            Node<E> temp = first;
            System.out.print("目前的列表，头节点：" + first.item + " 尾节点：" + last.item + " 整体：");
            while (temp != null) {
                System.out.print(temp.item + "，");
                temp = temp.next;
            }
            System.out.println();
        }
    }

    Node<E> node(int index) {
        if (index < (size >> 1)) {
            Node<E> x = first;
            for (int i = 0; i < index; i++) {
                x = x.next;
            }
            return x;
        } else {
            Node<E> x = last;
            for (int i = size - 1; i > index; size--) {
                x = x.prev;
            }
            return x;
        }
    }

    /**
     * ？表示不确定的 java 类型
     * T (type) 表示具体的一个 java 类型
     * K V (key value) 分别代表 java 键值中的 Key Value
     * E (element) 代表 Element
     */
    private static class Node<E> {
        E item;
        Node<E> prev;
        Node<E> next;

        public Node(E item, Node<E> prev, Node<E> next) {
            this.item = item;
            this.prev = prev;
            this.next = next;
        }
    }
}
